編輯:侯美亭 張萌
亞馬孫流域的極端季節(jié)性干旱和洪水:原因、趨勢(shì)和影響——Extreme seasonal droughts and floods in Amazonia: Causes, trends and impacts.International Journal of Climatology,2016, Vol. 36, No. 3.
巴西國(guó)家自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)警中心的Marengo等綜述了近年來(lái)亞馬孫地區(qū)極端季節(jié)事件的研究進(jìn)展,重點(diǎn)介紹了干旱和洪水事件。在過去的十年里,亞馬孫地區(qū)曾報(bào)道過幾次極端水文事件,其中一些是百年一遇的事件。盡管1953,1989,1999,2009,2012—2015年流域眾多斷面上豐富的降水導(dǎo)致了極端洪水,但1912,1926,1963,1980,1983,1995,1997,1998,2005和2010年的降水缺乏也造成了河流反常的低水位以及火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和數(shù)量的增加。這與流域水文氣象學(xué)的變化相一致,表明極端的水文事件在過去二十年中更為頻繁。其中一些強(qiáng)烈增加/減少的降水和隨后的洪水/干旱與拉尼娜/厄爾尼諾事件有關(guān)(但不完全是)。此外,從熱帶大西洋到亞馬孫河、以及從亞馬孫河北部到南部流域的水汽運(yùn)輸異常,導(dǎo)致了該地區(qū)水循環(huán)的年際差異。考慮到極端事件對(duì)城市和農(nóng)村地區(qū)的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)影響,研究還評(píng)估了極端情況對(duì)該區(qū)域自然和人類系統(tǒng)的影響(特別是最近幾十年)。在未來(lái)氣候變化的背景下,研究顯示了大量的不確定性,但也表明,在整個(gè)21世紀(jì),干旱可能會(huì)加劇。
標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)作為地下水干旱指標(biāo)的多尺度評(píng)價(jià)——Multiscale evaluation of the Standardized Precipitation Index as a groundwater drought indicator.Hydrology and Earth System Sciences, 2016, Vol. 20, No. 3.
區(qū)域和全球尺度上地下水觀測(cè)的不足促進(jìn)了利用替代指標(biāo)來(lái)量化和預(yù)測(cè)地下水干旱。德國(guó)亥姆霍茲國(guó)家聯(lián)合會(huì)環(huán)境研究中心的Kumar等利用在德國(guó)和荷蘭不同地理區(qū)域的2000多口地下水井的觀測(cè),探討了SPI(標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù))表征局地和區(qū)域尺度地下水干旱的適用性。利用站點(diǎn)數(shù)據(jù)和相應(yīng)的0.5度格點(diǎn)數(shù)據(jù),對(duì)SPI進(jìn)行了多尺度評(píng)價(jià)。研究發(fā)現(xiàn),地下水水位(SGI)與不同時(shí)間尺度的SPI具有相關(guān)性。在局地和區(qū)域尺度上,達(dá)到最大相關(guān)性的SPI時(shí)間尺度表現(xiàn)出高度的空間變異性(范圍為3~36個(gè)月)。因此,使用均一的SPI時(shí)間尺度會(huì)顯著降低SPI與SGI之間的相關(guān)性,表明SPI作為地下水干旱代理指標(biāo)的適用性是有限的(即使是在長(zhǎng)時(shí)間尺度上)。此外,在大多數(shù)站點(diǎn)和格點(diǎn)數(shù)據(jù)中,低的命中率(0.3~0.6)和高誤報(bào)率(0.4~0.7)顯示了使用SPI進(jìn)行地下水干旱預(yù)測(cè)的低可靠性。本研究突出了在局地和區(qū)域尺度上使用SPI作為地下水干旱指標(biāo)的缺陷,并強(qiáng)調(diào)需要更多的地下水觀測(cè),并考慮地下水干旱監(jiān)測(cè)的區(qū)域水文地質(zhì)特征。
全球平均升溫高于工業(yè)化前水平1.5,2和3 ℃下的氣候變化對(duì)歐洲水文的影響——Impacts of climate change on European hydrology at 1.5,2 and 3 degrees mean global warming above preindustrial level.Climatic Change, 2017, Vol. 143, No. 1-2.
瑞典氣象研究所的Donnelly等研究了全球變暖(高于工業(yè)化前水平1.5,2和3 ℃)下氣候變化對(duì)歐洲的徑流、積雪等水文因子的影響。研究使用代表每一種升溫水平(1.5,2和3 ℃)的集合預(yù)報(bào)作為氣候背景。然后用這些集合預(yù)報(bào)來(lái)強(qiáng)迫五個(gè)水文模型,并對(duì)這些水文模型進(jìn)行集合,計(jì)算出水文指標(biāo)的變化。研究發(fā)現(xiàn),不同升溫水平下,氣候變化對(duì)局地蒸發(fā)、徑流和雪水當(dāng)量的影響有明顯差異。在更暖的情形下,氣候變化對(duì)水文的影響更加強(qiáng)烈,空間上也更加廣泛。在1.5 ℃升溫背景下,增加的徑流對(duì)斯堪的納維亞山脈產(chǎn)生了影響,在3 ℃時(shí),這種影響擴(kuò)展到了挪威、瑞典和波蘭北部的大部分區(qū)域。另外,在1.5 ℃時(shí),年平均徑流的減少只出現(xiàn)在葡萄牙,但在3 ℃時(shí),在整個(gè)伊比利亞海岸、巴爾干半島的海岸和部分法國(guó)海岸徑流都出現(xiàn)了下降。在歐洲受影響的地區(qū),與1.5 ℃時(shí)相比,在2 ℃時(shí),徑流變化有一個(gè)明顯的增加。在歐洲較大的河流中,除了斯堪的納維亞地區(qū)的河流流量隨著變暖水平的增加而增加以外,其他河流流量的變化并不明顯。
2013年6月Kedarnath上方的湖潰決和泥石流災(zāi)害:水文氣象和地形觸發(fā)因素分析——Lake outburst and debris fl ow disaster at Kedarnath, June 2013: hydrometeorological triggering and topographic predisposition.Landslides, 2016, Vol. 13, No. 6.
2013年6月的強(qiáng)降雨在印度Uttarakhand引發(fā)了洪水和山體滑坡,造成超過6000人死亡。絕大多數(shù)的死亡和破壞是由6月16日和17日發(fā)生在Kedarnath村上方的湖潰決和泥石流災(zāi)害直接造成的。瑞士蘇黎世大學(xué)的Allen等從水文氣象觸發(fā)和地形因子兩個(gè)方面,系統(tǒng)地分析了導(dǎo)致Kedarnath災(zāi)難的因素。通過對(duì)Kedarnath上部流域的地形與喜馬拉雅山脈西北部的其他冰川湖進(jìn)行比較,評(píng)估了氣候變化下冰川湖潰決的危險(xiǎn)性。分析表明,強(qiáng)季風(fēng)降雨(390 mm,6月10—17日)在4周時(shí)間內(nèi)迅速清除了積雪、并使得徑流增加,導(dǎo)致了邊坡飽和、將大量的徑流帶入小的季節(jié)性冰川湖。2013年5月中旬—6月中旬,Kedarnath上方的積雪面積減少了約50%。在河流主導(dǎo)的這個(gè)流域內(nèi),完全依靠融雪和降雨的Kedarnath上方的湖泊處于這種陡峭、不穩(wěn)定的環(huán)境中,是最終潰壩的地形因素。基于喜馬拉雅地區(qū)湖泊潰決和泥石流災(zāi)害的潛在水文氣象觸發(fā)因素,研究最終形成了一種能夠大規(guī)模識(shí)別這種不利地形的簡(jiǎn)化方案。
(以上由侯美亭選編)
氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)灞河流域徑流情勢(shì)的影響分析——《水力發(fā)電學(xué)報(bào)》2016年第35卷第9期
灞河徑流決定其下游浐灞生態(tài)區(qū)的用水安全,開展其變化情勢(shì)研究對(duì)有效管理區(qū)域水資源具有重要意義。莫淑紅等基于灞河上游羅李村和中游馬渡王水文站1959—2010年實(shí)測(cè)徑流及流域降水、蒸發(fā)資料,采用肯德爾秩次相關(guān)法檢驗(yàn)徑流序列變化趨勢(shì)、Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)法和累積距平法辨識(shí)各水文氣象要素的突變點(diǎn),并將累積量斜率變化率比較法用于定量計(jì)算氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)灞河徑流的影響程度。結(jié)果表明:1)1959—2010年上游徑流量相對(duì)穩(wěn)定,但中游徑流量有減少趨勢(shì),且在1988年發(fā)生突變后呈現(xiàn)出顯著的減小趨勢(shì)。2)氣候變化和人類活動(dòng)對(duì)灞河上游徑流變化的貢獻(xiàn)率分別約為97%和3%,對(duì)中游徑流變化的貢獻(xiàn)率分別約為37%和63%。未來(lái)只有合理開發(fā)、開源節(jié)流并舉,才能保障區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。
稀缺資料流域水文計(jì)算若干研究:以青藏高原為例——《水利學(xué)報(bào)》2016年第47卷第3期
稀缺資料流域水文計(jì)算是長(zhǎng)期困擾國(guó)際水文學(xué)界的難題之一,其根本難點(diǎn)在于降雨徑流過程的復(fù)雜性、流域下墊面與氣象要素的時(shí)空變異性以及人類對(duì)流域水循環(huán)規(guī)律認(rèn)知水平的局限性。劉昌明等從稀缺資料流域的類型、缺乏降水和徑流觀測(cè)數(shù)據(jù)的水文計(jì)算研究等方面綜述了稀缺資料流域水文計(jì)算的研究進(jìn)展。以我國(guó)水文氣象資料最為稀缺的青藏高原為例,結(jié)合水文綜合模擬系統(tǒng)(Hydro-Informatic Modeling System,HIMS)在水情預(yù)報(bào)中的應(yīng)用,闡述了稀缺資料流域的水文計(jì)算方法,包括衛(wèi)星遙感降水產(chǎn)品的水文模擬能力評(píng)估、基于日平均徑流數(shù)據(jù)推求瞬時(shí)洪峰流量、洪水調(diào)查數(shù)據(jù)的區(qū)域綜合和水文模型參數(shù)移植等研究,展示了稀缺資料流域水文計(jì)算的相關(guān)研究進(jìn)展。
新疆葉爾羌河水文要素變化特性分析——《水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)》2016年第5期
庫(kù)路巴依·吾布力基于葉爾羌河卡群水文站1954—2012年流量、降水量數(shù)據(jù),采用M-K趨勢(shì)法和小波周期法定量分析了卡群站近59 a年平均流量、年平均降水量的變化趨勢(shì)、突變分析以及周期性分析。研究結(jié)果表明:卡群站1954—2012年平均流量具有上升趨勢(shì),但上升趨勢(shì)不顯著,存在著9 a左右的小尺度,20 a左右的中尺度和26 a左右的大尺度三個(gè)層次變化周期;卡群站1954—2012年年降水量具有較為顯著的上升趨勢(shì),存在著4 a左右的小尺度,11 a左右的中尺度和24 a左右的大尺度三個(gè)層次變化周期。研究成果對(duì)于新疆喀什地區(qū)氣候變化下的水文序列分析研究提供參考價(jià)值。
CFSR氣象數(shù)據(jù)在流域水文模擬中的適用性評(píng)價(jià)——以灞河流域?yàn)槔兜乩韺W(xué)報(bào)》2016年第71卷第9期
近年來(lái),全球再分析氣象數(shù)據(jù)已經(jīng)越來(lái)越多地被運(yùn)用到世界各地的水文建模中,但是其模擬的效果有很大差異。為探討CFSR再分析數(shù)據(jù)在流域水文模擬中的適用性問題,胡勝等以灞河流域?yàn)檠芯繀^(qū),使用兩種氣象數(shù)據(jù)(傳統(tǒng)氣象數(shù)據(jù)和CFSR氣象數(shù)據(jù))構(gòu)建SWAT水文模型,并從年和月尺度分別進(jìn)行灞河流域2001—2012年的徑流模擬,利用回歸分析、納什效率系數(shù)NSE和百分比偏差PBIAS等評(píng)價(jià)方法對(duì)兩種數(shù)據(jù)的模擬效果進(jìn)行對(duì)比。最后,提出了CFSR氣象數(shù)據(jù)訂正的方法。結(jié)果表明:1)CFSR氣象數(shù)據(jù)在灞河流域水文模擬中有一定的適用性,模擬結(jié)果的擬合優(yōu)度R2>0.50,NSE>0.33,|PBIAS|<14.8,納什效率系數(shù)NSE偏低。盡管CFSR氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量存在一定問題,但是經(jīng)過降雨數(shù)據(jù)訂正后能夠取得比較滿意的模擬效果。2)CFSR氣象數(shù)據(jù)模擬流量比實(shí)測(cè)流量偏高,這主要是由于CFSR逐日降水?dāng)?shù)據(jù)估算的降雨天數(shù)較多、雨強(qiáng)較大,一般會(huì)導(dǎo)致該數(shù)據(jù)在水量平衡方面能夠模擬出較高的基流和洪峰流量(個(gè)別年份除外)。3)灞河流域CFSR降水?dāng)?shù)據(jù)(x)與實(shí)測(cè)降水?dāng)?shù)據(jù)(y)之間的關(guān)系大致可用冪指數(shù)方程表達(dá):y=1.4789x0.8875(R2=0.98,P<0.001),每個(gè)CFSR站點(diǎn)的擬合方程略微不同,此方程為CFSR降水?dāng)?shù)據(jù)的訂正提供了理論基礎(chǔ)。
長(zhǎng)江流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度實(shí)踐的分析與思考——《中國(guó)防汛抗旱》2017年第1期
陳敏闡述了長(zhǎng)江流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度工作取得的積極進(jìn)展,分析了長(zhǎng)江流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度工作存在的主要問題,提出了長(zhǎng)江流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度工作方向,從進(jìn)一步完善聯(lián)合調(diào)度體制機(jī)制、加強(qiáng)聯(lián)合調(diào)度技術(shù)研究、拓展聯(lián)合調(diào)度范圍和規(guī)模、提高水文氣象預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)水平、提升聯(lián)合調(diào)度信息化水平等方面持續(xù)推進(jìn)長(zhǎng)江流域水庫(kù)群聯(lián)合調(diào)度工作,保障流域防洪安全,促進(jìn)水資源高效利用,維護(hù)長(zhǎng)江優(yōu)良生態(tài),實(shí)現(xiàn)水庫(kù)群整體最佳綜合效益。
Advances in Meteorological Science and Technology2018年4期